價格與移轉成本長期以來是32位元MCU市場的挑戰，但是當下這兩大議題的門檻已然明顯降低，是否會快速帶動32位元MCU市場起飛，躍為市場主流?處理器IP龍頭ARM提供的專文，諸多訊息值得讀者體會。
SoC市場展望
SoC設計無疑地已經是，並將會繼續是台灣半導體市場的大勢所趨。根據台灣產業經濟與趨勢研究中心(Taiwan's Industrial Economics and Knowledge Center, IEK)的報告指出，台灣SoC市場預計將有一波極為重大的成長，成長率將由2005年的4.7%至2010年的16.8%，產值方面則將由2005年的22億美元成長至2010年將有48億美元。台灣SoC市場2005年至2010年的年複合成長率將達14.7%，遠超越整個半導體產業同期8.2%的年複合成長率。此外，由台灣政府推動的系統晶片國家型計畫(National SoC Program)第二階段中，亦將嵌入式處理技術列為發展重點。
從全球的角度觀察，ARM的全球出貨量也許能成為一個有力的參考指標。根據2006年Gartner Dataquest的統計資料指出，ARM IP的全球市場佔有率為26%，遠超過第二名的2.4倍之多。ARM於2006年的IP年出貨量達23億顆，這個數字預估於2010年將達45億。其中成長最快速的將會是嵌入式，也就是所謂的微控制器(Microcontroller, MCU)市場，將有十倍的成長。其次就是非行動裝置，也就是家庭及企業市場，將有四倍的成長。已經十分成熟的行動裝置市場，受惠於數位聚合(Digital Convergence)的趨勢影響，將繼續維持強大的成長勁道，仍然是十分具有潛力的市場。
IP年出貨量及市場分布(2001年至2010年)
資料來源：ARM(2006年)
十倍速成長的32位元MCU市場
談到嵌入式設計，MCU必然扮演關鍵性的角色。MCU通常只內含CPU、記憶體(ROM、RAM及快閃記憶體)及簡單周邊(如計時器、I/O、中斷控制等)的單晶片。MCU通常應用在控制系統，包括馬達、機械及燈光控制等工業控制、數位相機、電冰箱、洗衣機等消費性電子、安全氣囊、碟式煞車、車用娛樂等汽車應用，以及血壓計等醫療保健，我們生活週遭已經有越來越多的裝置，都是以MCU為核心進行開發。
有別於SoC市場，此類市場的產品生命週期很長，以汽車而言，通常需要半年到三季的驗證時間才能推出市面，一旦推出市面後則約經過3到10年的時間才會被淘汰。家電大約也有3到5年的生命週期，產品更換的頻率不高。此外，產品相對來說必須要很耐用，尤其是汽車及醫療方面，由於攸關生命及健康，其安全性與精準度不容忽視。在軟體及作業系統上，此一市場的週期也非常緩慢，即使經過很長時間的演進，其運用的軟體及作業系統也不太會更換。綜上所述，此一市場長期以來受到成本、效率、可靠度、軟體編寫及移植容易，以及穩定供貨等因素的影響。
8、16、32位元MCU市場出貨量（2003年至2010年）
資料來源：ARM（2006年）
價格與移轉成本為32位元MCU市場主要驅動力
在MCU市場上，8位元有相當長的一段時間都佔據著主流市場的位置，其中價格是一項最關鍵的因素。過去8位元和32位元MCU的價差高達四至五倍。也因此，雖然8位元的MCU在效能及可靠度上都遠不及32位元MCU優秀，廠商礙於價格卻仍甘願屈就於8位元解決方案。然而，隨著汽車電子市場越來越注重安全性及娛樂需求，以及消費性電子大量繪圖資料及多媒體處理的興起，這些市場裝置對於其記憶體存取速度的要求越來越高，導致現有的8位元，尤其是8051架構的記憶體存取效能及硬體中斷服務已達極限。這也令MCU廠商陷入價格與效能取決的兩難。
不過，自2006年3月一家名為Luminary的廠商，成功推出一款市場售價僅US$1(成本更低)的32位元MCU之後，這個情況已經完全改觀。Luminary推出的32位元MCU產品，採用ARM於2004年底推出的Cortex系列產品-Cortex-M3，協助開發廠商推出成本與8位元MCU無異，卻擁有8位元MCU四十倍的32位元MCU產品。排除價格顧慮後，TI、Philips、STMicro、Samsung等大廠，亦紛紛於2006下半年度相繼發表一系列以Cortex-M3開發MCU產品，國內多家領導廠商亦正積極投入。
當然，除了價格因素外，阻礙32位元MCU普及的還有另ㄧ項重要因素：移轉成本。原本開發8位元MCU產品的廠商，已經投入相當成本佈局及熟悉8位元MCU開發所需的工具及軟體，若移轉至32位元，就算能解決成本的問題，開發人員也得重新學習適應一套全新的開發工具及軟體。對廠商而言，這又是ㄧ筆龐大的成本。
ARM為了解決移轉成本的問題，已於兩年前便積極佈局8051的開發工具及軟體，併購了全球8051開發工具及軟體供應商領導廠商-KIEL，並著手研究如何將32位元MCU的開發工具及軟體，與KIEL的平台相互整合，以便原本專注於8051的開發廠商，能夠在幾乎不花任何學習及開發成本的情況下，成功地移轉至32位元。同時，ARM亦於發展Cortex-M3之初，便著眼於為原本慣用8051的業者，提供進階升級的開發環境。
成本與8位元相當，再加上不需重新開發及學習的成本，使得台灣許多IC業者在Cortex-M3甫亮相時，便投注關注的眼光。經過投資與開發，台灣市場將可望於今年底推出針對數位相機及其他消費性電子開發的32位元MCU產品。至此，32位元MCU將逐漸取代8位元，成為發展的主流。
完整開發環境及架構延伸性
MCU及行動裝置市場都是未來嵌入式市場的發展趨勢，然而，這兩個市場卻又擁有截然不同的特性。無論是擁有龐大市場商機的MCU市場，或是極具成長潛力的行動裝置市場，甚至是其他的家庭或企業市場，業者在進入市場設計開發新產品，或者選擇合作的IP夥伴時，是否有可依循的原則呢？
首先，選擇主流或標準的IP技術，以確保完整的開發環境及周邊支援。以行動裝置市場為例，目前的智慧型或PDA手機，幾乎都會內建作業系統。目前市面上針對手機的開放作業系統包括Microsoft的Windows Mobile、Nokia的Symbian、Linux及Palm。如果採用的IP無法支援這些主流的作業系統，那麼即便裝置的硬體在強悍，也無法運作。ARM在很早便考慮到這一點，因此成立了龐大的ARM Connected Community，除了自己的客戶外，也將作業系統、軟體、開發工具、系統設計等廠商，以及業界標準制定機構納入，以確保其IP能夠支援各種不同的業界標準。也因此，ARM是業界唯一支援所有行動裝置作業系統的處理器核心。
同樣的情況也出現在車用電子市場當中。在車用電子領域而言，最關鍵的產品開發重點就在於，要如何將相同的架構及相同的編譯器，應用在不同的產品上。而ARM在ARM7及Cortex-M 3開發時，便已將此類因素考慮進去。例如，自2004年開始，汽車電子論壇公布新一代的車內系統OS，名為AutoSar，Cortex-M3在開發時，便已涵括此作業系統的支援，可讓客戶大幅節省開發時間。
此外，無論面對瞬息萬變地行動裝置市場，或是週期長久的MCU市場，IP廠商是否擁有完整健全的發展藍圖，及相因應的軟體及開發工具的支援，以確保客戶能夠源源不斷地在既有的產品架構下，研發出更多更創新的產品，且不會增加額外的學習及移轉成本，也是業者在選擇合作夥伴的重要指標。ARM在處理器方面擁有完整的產品藍圖，讓客戶可以不斷地從ARM7、ARM9、ARM11，一直延伸到現在的Cortex系列產品。不僅如此，所有的產品技術均可相容，確保之前在軟體及開發工具的投資不會浪費，更不需花更多經費在產品開發，人員的訓練及新工具的採買上。
最後，迎接嵌入式設計的未來，無論你是想用32位元MCU再拉開與競爭者的差距，或是要進入新興市場，或是搶奪行動裝置市場商機，ARM都已準備好了各種解決方案，期待助您一臂(ARM)之力！
SoC市場展望
SoC設計無疑地已經是，並將會繼續是台灣半導體市場的大勢所趨。根據台灣產業經濟與趨勢研究中心(Taiwan's Industrial Economics and Knowledge Center, IEK)的報告指出，台灣SoC市場預計將有一波極為重大的成長，成長率將由2005年的4.7%至2010年的16.8%，產值方面則將由2005年的22億美元成長至2010年將有48億美元。台灣SoC市場2005年至2010年的年複合成長率將達14.7%，遠超越整個半導體產業同期8.2%的年複合成長率。此外，由台灣政府推動的系統晶片國家型計畫(National SoC Program)第二階段中，亦將嵌入式處理技術列為發展重點。
從全球的角度觀察，ARM的全球出貨量也許能成為一個有力的參考指標。根據2006年Gartner Dataquest的統計資料指出，ARM IP的全球市場佔有率為26%，遠超過第二名的2.4倍之多。ARM於2006年的IP年出貨量達23億顆，這個數字預估於2010年將達45億。其中成長最快速的將會是嵌入式，也就是所謂的微控制器(Microcontroller, MCU)市場，將有十倍的成長。其次就是非行動裝置，也就是家庭及企業市場，將有四倍的成長。已經十分成熟的行動裝置市場，受惠於數位聚合(Digital Convergence)的趨勢影響，將繼續維持強大的成長勁道，仍然是十分具有潛力的市場。
IP年出貨量及市場分布(2001年至2010年)
資料來源：ARM(2006年)
十倍速成長的32位元MCU市場
談到嵌入式設計，MCU必然扮演關鍵性的角色。MCU通常只內含CPU、記憶體(ROM、RAM及快閃記憶體)及簡單周邊(如計時器、I/O、中斷控制等)的單晶片。MCU通常應用在控制系統，包括馬達、機械及燈光控制等工業控制、數位相機、電冰箱、洗衣機等消費性電子、安全氣囊、碟式煞車、車用娛樂等汽車應用，以及血壓計等醫療保健，我們生活週遭已經有越來越多的裝置，都是以MCU為核心進行開發。
有別於SoC市場，此類市場的產品生命週期很長，以汽車而言，通常需要半年到三季的驗證時間才能推出市面，一旦推出市面後則約經過3到10年的時間才會被淘汰。家電大約也有3到5年的生命週期，產品更換的頻率不高。此外，產品相對來說必須要很耐用，尤其是汽車及醫療方面，由於攸關生命及健康，其安全性與精準度不容忽視。在軟體及作業系統上，此一市場的週期也非常緩慢，即使經過很長時間的演進，其運用的軟體及作業系統也不太會更換。綜上所述，此一市場長期以來受到成本、效率、可靠度、軟體編寫及移植容易，以及穩定供貨等因素的影響。
8、16、32位元MCU市場出貨量（2003年至2010年）
資料來源：ARM（2006年）
價格與移轉成本為32位元MCU市場主要驅動力
在MCU市場上，8位元有相當長的一段時間都佔據著主流市場的位置，其中價格是一項最關鍵的因素。過去8位元和32位元MCU的價差高達四至五倍。也因此，雖然8位元的MCU在效能及可靠度上都遠不及32位元MCU優秀，廠商礙於價格卻仍甘願屈就於8位元解決方案。然而，隨著汽車電子市場越來越注重安全性及娛樂需求，以及消費性電子大量繪圖資料及多媒體處理的興起，這些市場裝置對於其記憶體存取速度的要求越來越高，導致現有的8位元，尤其是8051架構的記憶體存取效能及硬體中斷服務已達極限。這也令MCU廠商陷入價格與效能取決的兩難。
不過，自2006年3月一家名為Luminary的廠商，成功推出一款市場售價僅US$1(成本更低)的32位元MCU之後，這個情況已經完全改觀。Luminary推出的32位元MCU產品，採用ARM於2004年底推出的Cortex系列產品-Cortex-M3，協助開發廠商推出成本與8位元MCU無異，卻擁有8位元MCU四十倍的32位元MCU產品。排除價格顧慮後，TI、Philips、STMicro、Samsung等大廠，亦紛紛於2006下半年度相繼發表一系列以Cortex-M3開發MCU產品，國內多家領導廠商亦正積極投入。
當然，除了價格因素外，阻礙32位元MCU普及的還有另ㄧ項重要因素：移轉成本。原本開發8位元MCU產品的廠商，已經投入相當成本佈局及熟悉8位元MCU開發所需的工具及軟體，若移轉至32位元，就算能解決成本的問題，開發人員也得重新學習適應一套全新的開發工具及軟體。對廠商而言，這又是ㄧ筆龐大的成本。
ARM為了解決移轉成本的問題，已於兩年前便積極佈局8051的開發工具及軟體，併購了全球8051開發工具及軟體供應商領導廠商-KIEL，並著手研究如何將32位元MCU的開發工具及軟體，與KIEL的平台相互整合，以便原本專注於8051的開發廠商，能夠在幾乎不花任何學習及開發成本的情況下，成功地移轉至32位元。同時，ARM亦於發展Cortex-M3之初，便著眼於為原本慣用8051的業者，提供進階升級的開發環境。
成本與8位元相當，再加上不需重新開發及學習的成本，使得台灣許多IC業者在Cortex-M3甫亮相時，便投注關注的眼光。經過投資與開發，台灣市場將可望於今年底推出針對數位相機及其他消費性電子開發的32位元MCU產品。至此，32位元MCU將逐漸取代8位元，成為發展的主流。
完整開發環境及架構延伸性
MCU及行動裝置市場都是未來嵌入式市場的發展趨勢，然而，這兩個市場卻又擁有截然不同的特性。無論是擁有龐大市場商機的MCU市場，或是極具成長潛力的行動裝置市場，甚至是其他的家庭或企業市場，業者在進入市場設計開發新產品，或者選擇合作的IP夥伴時，是否有可依循的原則呢？
首先，選擇主流或標準的IP技術，以確保完整的開發環境及周邊支援。以行動裝置市場為例，目前的智慧型或PDA手機，幾乎都會內建作業系統。目前市面上針對手機的開放作業系統包括Microsoft的Windows Mobile、Nokia的Symbian、Linux及Palm。如果採用的IP無法支援這些主流的作業系統，那麼即便裝置的硬體在強悍，也無法運作。ARM在很早便考慮到這一點，因此成立了龐大的ARM Connected Community，除了自己的客戶外，也將作業系統、軟體、開發工具、系統設計等廠商，以及業界標準制定機構納入，以確保其IP能夠支援各種不同的業界標準。也因此，ARM是業界唯一支援所有行動裝置作業系統的處理器核心。
同樣的情況也出現在車用電子市場當中。在車用電子領域而言，最關鍵的產品開發重點就在於，要如何將相同的架構及相同的編譯器，應用在不同的產品上。而ARM在ARM7及Cortex-M 3開發時，便已將此類因素考慮進去。例如，自2004年開始，汽車電子論壇公布新一代的車內系統OS，名為AutoSar，Cortex-M3在開發時，便已涵括此作業系統的支援，可讓客戶大幅節省開發時間。
此外，無論面對瞬息萬變地行動裝置市場，或是週期長久的MCU市場，IP廠商是否擁有完整健全的發展藍圖，及相因應的軟體及開發工具的支援，以確保客戶能夠源源不斷地在既有的產品架構下，研發出更多更創新的產品，且不會增加額外的學習及移轉成本，也是業者在選擇合作夥伴的重要指標。ARM在處理器方面擁有完整的產品藍圖，讓客戶可以不斷地從ARM7、ARM9、ARM11，一直延伸到現在的Cortex系列產品。不僅如此，所有的產品技術均可相容，確保之前在軟體及開發工具的投資不會浪費，更不需花更多經費在產品開發，人員的訓練及新工具的採買上。
最後，迎接嵌入式設計的未來，無論你是想用32位元MCU再拉開與競爭者的差距，或是要進入新興市場，或是搶奪行動裝置市場商機，ARM都已準備好了各種解決方案，期待助您一臂(ARM)之力！
